Kan hydractinia, der lever i havets dyb, dele sine fantastiske regenerative evner med mennesker?
De ekstremt små havpolypper, kaldet hydractinia, er i familie med vandmænd, søanemoner og koraller.
Selvom hver af disse væsner ikke er større end en øjenvippe og ligner et lille træ med en stilk og en hoved med tentakler (som hydractinia bruger til at fange planter og dyr, der svømmer forbi), har de en ekstraordinær evne: hvis en fisk pludselig bider hovedet af en polyp, vokser der et nyt hoved ud på samme sted efter en uge.
Hydraktinia lever på eremitkrebs. Disse væsner ældes slet ikke, og deres sidste fælles forfader med mennesket levede for over 600 millioner år siden.
Det var netop hydraktiniens evne til at vokse en ny hoved, der fangede opmærksomheden hos Uri Frank og hans kolleger, der arbejder ved Institut for Regenerativ Medicin (REMEDI) ved Galway Universitet i Irland. Ifølge Frank er evnen til vævsregenerering, som ikke kun findes hos hydraktinia, men også hos lignende organismer, muligvis engang eksisteret hos mennesker, men med tiden er forsvundet.
Hvordan regenererer hydraktinia nye kropsdele, og kan denne evne være nøglen til regenerering af celler hos mennesker?
Hydraktinias ‘udødelighed’: hvordan fungerer det?
Som forskere fra et amerikansk sundhedsinstitut har fastslået, er dette havdyr i stand til at regenerere kropsdele ved hjælp af unikke stamceller.
Forskerne sekventerede RNA (ribonukleinsyre) fra hydraktinia og opdagede i begyndelsen af regenereringsprocessen en molekylær signatur, der lignede signaturen fra aldringsprocessen. Ud fra dette kunne forskerne konkludere, at regenereringsprocessen og aldringsprocessen kan være tæt forbundet. Dette har bidraget til en ny forståelse af aldringsprocessen.
Så snart der kun er en meget lille del af hydraктиния tilbage, f.eks. kun kroppen, begynder den at genopbygge hele kroppen. Dens specielle stamceller omdannes til andre celler. Det er også interessant, at hvis man adskiller munden fra det sted, hvor stamcellerne er placeret, vil hydraktinia kun vokse et nyt legeme ud af munden. Det vil sige, at enhver celle i polypens legeme kan blive dens stamcelle.
I menneskekroppen bruges stamceller for eksempel kun i udviklingsfasen. Selvom adfærd, der ligner hydraktini, observeres hos mange organismer, der udviser høj regenereringsevne, er denne mekanisme endnu ikke fuldt ud undersøgt.
Uri Frank og hans kolleger har også undersøgt hydraktiniens evne til at generere ved hjælp af stamceller. Han viste endda en fascinerende video på en biologisk konference, hvor man kunne se, hvordan embryonale stamceller (som takket være genetisk modifikation lyste grønt) bevægede sig mod halsen på en hovedløs polyp for derefter at vokse en hoved.
Forskere fra Galway forsøgte at forstå, hvordan hydraktiniens stamceller ‘forstår’, hvilket organ der er gået tabt, og hvor de kommer fra. Senere begyndte de at spekulere på, hvorfor nogle dyr har regenerative egenskaber, mens andre ikke har. For eksempel kan en salamander vokse en ny hale, mens en frø, der er dens nærmeste slægtning, ikke kan genoprette mistede lemmer.
Hvad ved vi om stamceller
Processerne i stamceller opstod for meget længe siden, og de er ens hos mange dyr.
For eksempel har næsten alle dyr, især hydraktinia og mennesker, et lignende komplekst signalsystem, Wnt, der er ansvarligt for kontrollen af embryonale stamceller, men som i fravær provokerer vækst af kræftceller. Det er et af de få systemer, der er forblevet uændret siden hydraktinia dukkede op på evolutionstræet.
I løbet af de sidste årtier har forskere forstået, at stamceller oprindeligt udviklede sig hos et væsen, der var endnu ældre end hydraktinier, men som ikke overlevede til i dag. Ifølge Frank blev denne evne til regenerering, som udviklede sig hos dette væsen, senere overført til alle dyr, der opstod efter det. Men i den moderne verden kommer denne evne stort set ikke til udtryk.
Uri mener, at det måske ikke er så skør en idé, for stamcellesystemer er ret komplekse, og 600 millioner år er for kort tid til at udvikle sådan et system fra bunden. Derfor er det muligt, at hydraktinia og mennesker har arvet stamcellesystemet fra en fælles forfader. Selvom vi ikke er i stand til at vokse en hoved i voksenalderen, er det netop det, vi gør i livmoderen – vi danner et hoved. Frank antager, at mennesker mister denne evne med alderen, men at hydraktinia ikke gør det.
Denne teori stemmer overens med resultaterne af en undersøgelse, der blev gennemført i 2013 og offentliggjort i det britiske tidsskrift Nature, hvor der tales om to arter af fladorm, planaria. I mere end et århundrede har dette dyr fascineret forskere, fordi nogle arter kan regenerere deres krop, selv når de er skåret i småstykker. De øvrige kan kun regenerere, hvis størstedelen af kroppen er bevaret.
Forskere fra det tyske Max Planck-institut besluttede imidlertid at undersøge hypotesen om, at alle planaria tidligere var i stand til at regenerere væv fuldstændigt, men at denne evne forsvandt hos nogle af dem i den tidlige fase af evolutionen. De gennemførte en ret simpel operation, der beviste hypotesen. Et individ, der ikke var i stand til at regenerere hovedet fra en lille stykke hale, blev genfødt med denne evne.
Frencis håber, at hans arbejde vil hjælpe med at løse ikke kun de utrolige resultater af eksperimenterne med planaria, men også andre gåder. Teoretisk set, siger forskeren, kan mennesker have skjulte regenerative evner, for på det grundlæggende celleniveau ligner vi meget fladorme eller hydraktinier. Måske kan vi, hvis vi studerer dem bedre, lære at genoprette beskadigede eller mistede dele af kroppen.
